RU2656004C1 - Method for determining the topology of overhead power transmission lines - Google Patents
Method for determining the topology of overhead power transmission lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656004C1 RU2656004C1 RU2017126912A RU2017126912A RU2656004C1 RU 2656004 C1 RU2656004 C1 RU 2656004C1 RU 2017126912 A RU2017126912 A RU 2017126912A RU 2017126912 A RU2017126912 A RU 2017126912A RU 2656004 C1 RU2656004 C1 RU 2656004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- branch
- determined
- pulses
- reflected
- trace
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/11—Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения топологии воздушных линий электропередачи (ЛЭП), то есть определения наличия ответвлений, расстояний до присоединений, длин ответвлений.The invention relates to electrical engineering and can be used to determine the topology of overhead power lines (power lines), that is, to determine the presence of branches, distances to connections, branch lengths.
Известен способ ОМП (а.с. №2319972 С1 от 20.03.2008 «Способ определения наличия дефектов проводов и кабелей в сегментах сетей с разветвленной топологией»), заключающийся в том, что ведущее оконечное оборудование осуществляет одновременно локационное зондирование и измерение фазы несущей, принятой от ведомого оконечного оборудования, данные заносят в память микроЭВМ, измеренное значение фазы и форму рефлектограммы сравнивают с предыдущими значениями и в случае изменения значения фазы или формы рефлектограммы определяют наличие или отсутствие повреждения в зондируемом сегменте.The known method of OMP (AS No. 2319972 C1 dated 03/20/2008 "Method for determining the presence of defects in wires and cables in network segments with a branched topology"), which consists in the fact that the leading terminal equipment simultaneously performs location-based sensing and measurement of the carrier phase, adopted from the slave terminal equipment, the data are recorded in the memory of the microcomputer, the measured phase value and the shape of the trace are compared with the previous values, and in the event of a change in the phase value or shape of the trace, the presence or absence of resulting damage to probed segment.
Недостатками этого способа являются: требование точной синхронизации ведомых устройств с ведущим устройством при измерении фазы несущей; необходимость их постоянного совмещения хранителей времени; сложность измерения фазы сигнала с необходимой точностью из-за высокого уровня помех в сетях электропередачи. Кроме этого, способ позволяет определять повреждения в конкретных сегментах, при этом не определяется общая топология сети.The disadvantages of this method are: the requirement for accurate synchronization of the slaves with the master when measuring the phase of the carrier; the need for their constant combination of time keepers; the difficulty of measuring the phase of the signal with the necessary accuracy due to the high level of interference in power transmission networks. In addition, the method allows you to determine damage in specific segments, while the overall network topology is not determined.
Известен способ определения местоположения повреждений в сетях с разветвленной топологией (заявка №2008151219/28 от 23.12.2008), включающий сканирование сети по участкам с помощью ведомых устройств и последовательное локационное зондирование поврежденных сегментов, полученных на основе данных сканирования. Основным недостатком данного способа является то, что для определения топологии сети необходимо устанавливать ведомые устройства вдоль всей ЛЭП, что в конечном итоге удорожает и усложняет реализацию данного способа.A known method for determining the location of damage in networks with a branched topology (application No. 2008151219/28 dated 12/23/2008), including scanning the network in sections using slaves and sequential location-based sensing of damaged segments obtained on the basis of scan data. The main disadvantage of this method is that to determine the network topology, it is necessary to install slave devices along the entire power transmission line, which ultimately increases the cost and complicates the implementation of this method.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ (Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М: Энергоиздат, 1982, с. 188), который заключается в следующем. В линию подаются зондирующие импульсы. Отражаясь от мест повреждения и неоднородностей, импульсы поступают в приемно-регулирующее устройство, потом в измерительное устройство для анализа рефлектограммы. Фиксируется интервал времени между зондирующим и отраженным от места повреждения импульсом. Этот интервал времени пропорционален расстоянию от начала линии до места повреждения. Данный способ дает неоднозначные результаты при определении мест повреждения разветвленных ЛЭП, а также не позволяет определить топологию ЛЭП.The closest in technical essence to the proposed invention (prototype) is the method (Shalyt G.M. Determination of damage points in electric networks. - M: Energoizdat, 1982, p. 188), which is as follows. Sensing pulses are fed into the line. Reflecting from the places of damage and inhomogeneities, the pulses enter the receiving and regulating device, then to the measuring device for analyzing the reflectogram. The time interval between the probe pulse and the pulse reflected from the damage site is fixed. This time interval is proportional to the distance from the beginning of the line to the place of damage. This method gives mixed results in determining the damage sites of branched power lines, and also does not allow to determine the topology of power lines.
Задача предлагаемого технического решения заключается в расширении функциональных возможностей, заключающихся в определении топологии ЛЭП. Способ позволяет определять наличие ответвлений, расстояния до присоединений, длины ответвлений.The objective of the proposed technical solution is to expand the functionality, which consists in determining the topology of power lines. The method allows to determine the presence of branches, the distance to the connections, the length of the branches.
Для этого в предлагаемом способе в линию подаются зондирующие импульсы. Отражаясь от неоднородностей, импульсы поступают в приемно-регулирующее устройство, потом в измерительное устройство для анализа рефлектограммы. В отличие от прототипа, анализ рефлектограммы производится следующим образом. Анализируется частота следования отраженных импульсов. Используя начальный участок рефлектограммы, определяется значение частоты следования отраженных импульсов, соответствующее неоднородностям неразветвленной линии. Определяется наличие ответвления по скачкообразному увеличению частоты следования отраженных импульсов. Уточняется место присоединения ответвления по наличию импульса отрицательной полярности на рефлектограмме. Место конца ответвления определяется по скачкообразному уменьшению частоты следования отраженных импульсов. Длина ответвления определяется по уточненному месту присоединения и месту конца ответвления.For this, in the proposed method, probing pulses are fed into the line. Reflecting from inhomogeneities, the pulses enter the receiving and regulating device, and then to the measuring device for analyzing the reflectogram. Unlike the prototype, trace analysis is performed as follows. The pulse repetition rate is analyzed. Using the initial portion of the trace, the value of the reflected pulse repetition rate corresponding to the inhomogeneities of the unbranched line is determined. The presence of a branch is determined by an abrupt increase in the repetition rate of reflected pulses. The connection point of the branch is determined by the presence of a pulse of negative polarity on the trace. The location of the branch end is determined by an abrupt decrease in the repetition rate of the reflected pulses. The length of the branch is determined by the specified place of accession and the location of the end of the branch.
На фиг. 1 приведен пример топологии ЛЭП с одним ответвлением;In FIG. 1 shows an example of the topology of a power line with one branch;
на фиг. 2 приведена рефлекторграмма, соответствующая этому примеру ЛЭП;in FIG. 2 shows a reflectogram corresponding to this example of a power line;
на фиг. 3 приведен пример ЛЭП с несколькими ответвлениями;in FIG. 3 shows an example of a power line with several branches;
на фиг. 4 приведена рефлектограмма, соответствующая ЛЭП, приведенной на фиг. 3.in FIG. 4 shows a trace corresponding to the power transmission line shown in FIG. 3.
Рассмотрим предлагаемый способ на следующем примере. В воздушных ЛЭП опоры располагаются на приблизительно равных расстояниях. За счет резкого изменения геометрии линий в местах опор и наличия элементов крепления провода появляются изменения волнового сопротивления линии. Современные средства рефлектометрии позволяют достоверно обнаруживать такие неоднородности.Consider the proposed method in the following example. In overhead power transmission lines, supports are located at approximately equal distances. Due to a sharp change in the geometry of the lines in the places of supports and the presence of wire fastening elements, changes in the wave impedance of the line appear. Modern reflectometry tools can reliably detect such heterogeneities.
При посылке в линию зондирующего импульса в местах неоднородностей возникают отраженные импульсы небольшой амплитуды. Частота следования отраженных импульсов зависит от расстояний между опорами. Если ЛЭП не имеет ответвлений, то частота следования отраженных импульсов на протяжении рефлектограммы обратнопропорциональна расстоянию между неоднородностями волнового сопротивления.When a probe pulse is sent to the line in the places of inhomogeneities, reflected pulses of small amplitude arise. The reflected pulse repetition rate depends on the distance between the supports. If the power transmission line does not have branches, then the repetition rate of the reflected pulses along the trace is inversely proportional to the distance between the inhomogeneities of the wave resistance.
В случае, если ЛЭП имеет ответвления, то отраженные импульсы будут возникать также и в ответвлениях. В результате на некотором участке рефлектограммы будут присутствовать импульсы, имеющие большую частоту следования. Рассмотрим ЛЭП с одним ответвлением (фиг. 1). После посылки зондирующего импульса из точки А сначала будут появляться отраженные импульсы, соответствующие неоднородностям участка А-Б с частотой следования ƒ1 (фиг. 2). На участке Б-В будут присутствовать импульсы с частотой следования ƒ2, соответствующие неоднородностям ответвления Б-В и неоднородностям участка Б-В’.If the power transmission line has branches, then the reflected pulses will also occur in the branches. As a result, pulses having a high repetition rate will be present at a certain portion of the trace. Consider a power line with one branch (Fig. 1). After sending a probe pulse from point A, reflected pulses will first appear, corresponding to the inhomogeneities of section AB with a repetition rate of ƒ 1 (Fig. 2). In the BB section, there will be pulses with a repetition rate of соответствующие 2 corresponding to the inhomogeneities of the BB branch and the inhomogeneities of the BB segment.
Если расстояния между неоднородностями на участке Б-В такие же, что и на участке Б-В’, то частота следования отраженных импульсов будет в два раза выше, чем частота ƒ1. На реальных рефлектограммах частота ƒ2 всегда существенно выше, чем частота ƒ1.If the distances between the inhomogeneities in the BB section are the same as in the BB region, then the reflected pulse repetition rate will be twice as high as the frequency ƒ 1 . In real reflectograms, the frequency ƒ 2 is always significantly higher than the frequency ƒ 1 .
По окончании отраженных импульсов с частотой следования ƒ2 участка Б-В (фиг. 2) будут появляться отраженные импульсы, соответствующие участку В-Г с частотой следования ƒ3. Частота ƒ3 будет равна частоте ƒ1, а на реальной рефлектограмме близка к частоте ƒ1.At the end of the reflected pulses with a repetition rate ƒ 2 of the BB section (Fig. 2), reflected pulses will appear corresponding to the section VG with the repetition frequency of ƒ 3 . The frequency ƒ 3 will be equal to the frequency ƒ 1 , and on a real trace, it will be close to the frequency ƒ 1 .
Рассмотрим случай, когда ЛЭП имеет несколько ответвлений (фиг. 3). На участке А-Б рефлектограммы (фиг. 4) частота следования отраженных импульсов равна ƒ1, на участке Б-Г частота следования отраженных импульсов равна ƒ2, причем ƒ2>ƒ1, так как началось ответвление Б-В. Начало ответвления соответствует отрицательному импульсу в точке Б. На участке Г-В имеются отраженные импульсы, соответствующие основной линии и двум ответвлениям. Частота следования этих отраженных импульсов равна ƒ3, причем ƒ3>ƒ2, так как начался участок Г-В" ответвления Г-Е. Начало ответвления соответствует отрицательному импульсу в точке Г. На участке В-Д рефлектограммы (фиг. 4) частота следования отраженных импульсов равна ƒ4, причем ƒ4<ƒ3, так как закончилось ответвление Б-В. Эти импульсы соответствуют участку В’-Д’ основной линии и участку В"-Д ответвления Г-Е. На участке Д-Е рефлектограммы частота следования отраженных импульсов равна ƒ5, причем ƒ5>ƒ4, так как началось ответвление Д-Ж. Начало ответвления соответствует отрицательному импульсу в точке Д рефлектограммы. На участке Е-Ж рефлектограммы частота следования отраженных импульсов будет равна ƒ6, причем ƒ6<ƒ5, так как закончилось ответвление Г-Е. На участке Ж-З рефлектограммы частота следования отраженных импульсов будет равна ƒ7, причем ƒ7<ƒ6, так как закончилось ответвление Д-Ж. Частота ƒ7 будет равна частоте ƒ1, а на реальной рефлектограмме близка к частоте ƒ1.Consider the case when the power line has several branches (Fig. 3). At section A-B waveform (FIG. 4) of the reflected pulse repetition frequency is ƒ 1, the area B-G reflected pulse repetition frequency is ƒ 2, ƒ 2 wherein> ƒ 1 have been started branch B-B. The beginning of the branch corresponds to a negative impulse at point B. In the G-B section there are reflected pulses corresponding to the main line and two branches. The repetition rate of these reflected pulses is ƒ 3 , and ƒ 3 > ƒ 2 , since the G – B section of the GE branch has begun. The beginning of the branch corresponds to a negative pulse at point G. In the V – D section of the reflectogram (Fig. 4), the frequency the succession of the reflected pulses is ƒ 4 , and ƒ 4 <ƒ 3 , since the B-B branch has ended. These pulses correspond to the section B'-D 'of the main line and the section B "-D of the branch GE. In the D-E plot of the trace, the repetition rate of the reflected pulses is ƒ 5 , and ƒ 5 > ƒ 4 , since the D-J branch has begun. The beginning of the branch corresponds to a negative impulse at point D of the trace. In the E – F section of the trace, the reflected pulse repetition rate will be ƒ 6 , and ƒ 6 <ƒ 5 , since the GE branch has ended. In the section Z-Z of the reflectogram, the repetition rate of the reflected pulses will be equal to ƒ 7 , and ƒ 7 <, 6 , since the branch J has ended. The frequency ƒ 7 will be equal to the frequency ƒ 1 , and on a real trace, it will be close to the frequency ƒ 1 .
В общем случае наличие ответвления определяется по наличию на рефлектограмме участка с повышенной частотой следования отраженных импульсов.In the general case, the presence of a branch is determined by the presence on the trace of a section with an increased repetition rate of reflected pulses.
В месте присоединения ответвления уменьшается волновое сопротивление, что приводит к возникновению отраженного импульса отрицательной полярности. Место присоединения определяется по наличию отрицательного импульса, после которого начинаются отраженные импульсы с увеличенной частотой следования, с использованием формулыAt the point of attachment of the branch, the wave impedance decreases, which leads to the appearance of a reflected pulse of negative polarity. The connection point is determined by the presence of a negative pulse, after which the reflected pulses begin with an increased repetition rate, using the formula
где - расстояние до присоединения;Where - distance to accession;
V - скорость распространения электромагнитных волн в испытуемой линии;V is the propagation velocity of electromagnetic waves in the test line;
τ3 - время задержки отраженного от места присоединения ответвления импульса относительно зондирующего.τ 3 - delay time reflected from the point of attachment of the pulse branch relative to the probe.
Длина ответвления, например, на ЛЭП фиг. 1 определяется по двум точкам рефлектограммы фиг. 2: первой точке t1, которой соответствует импульс отрицательной полярности, и второй точке t2, после которой частота следования отраженных импульсов скачкообразно уменьшается. Длина ответвления определяется по формулеThe branch length, for example, on the power lines of FIG. 1 is determined by two points of the trace of FIG. 2: the first point t 1, which corresponds to a pulse of negative polarity and a second point t 2 after which the reflected pulse repetition rate abruptly decreases. Branch length determined by the formula
Таким образом, технический результат заключается в том, что с помощью рефлектограммы, полученной с одного конца ЛЭП, появляется возможность определения топологии ЛЭП.Thus, the technical result consists in the fact that using the trace obtained from one end of the power transmission line, it becomes possible to determine the topology of the power transmission line.
Способ может использоваться для определения целостности проводов ЛЭП после аварий для обнаружения несанкционированных подключений, а также как часть способа определения места повреждения в ЛЭП с разветвленной топологией.The method can be used to determine the integrity of the wires of power lines after accidents to detect unauthorized connections, and also as part of the method of determining the location of damage in power lines with a branched topology.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017126912A RU2656004C1 (en) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | Method for determining the topology of overhead power transmission lines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017126912A RU2656004C1 (en) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | Method for determining the topology of overhead power transmission lines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656004C1 true RU2656004C1 (en) | 2018-05-30 |
Family
ID=62560635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017126912A RU2656004C1 (en) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | Method for determining the topology of overhead power transmission lines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656004C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997011380A1 (en) * | 1995-09-06 | 1997-03-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | System and method for locating faults in electric power cables |
RU2319972C1 (en) * | 2006-05-26 | 2008-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "КАРЗА" | Method of finding of defects in wires and cables in segments of circuits with branched topology |
RU2386974C1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "КАРЗА" | Method of extensive network fault location |
WO2012031613A1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus, method, and computer software for detection of topology changes in electrical networks |
RU2455654C1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method for identification of damaged section and nature of damage within electric power grid of ramified topology |
-
2017
- 2017-07-26 RU RU2017126912A patent/RU2656004C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997011380A1 (en) * | 1995-09-06 | 1997-03-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | System and method for locating faults in electric power cables |
RU2319972C1 (en) * | 2006-05-26 | 2008-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "КАРЗА" | Method of finding of defects in wires and cables in segments of circuits with branched topology |
RU2386974C1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "КАРЗА" | Method of extensive network fault location |
WO2012031613A1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus, method, and computer software for detection of topology changes in electrical networks |
RU2455654C1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method for identification of damaged section and nature of damage within electric power grid of ramified topology |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10338124B2 (en) | Cable fault diagnosis method and system | |
CN106772414B (en) | A method of improving TOF ranging phase method radar ranging accuracy | |
US3991364A (en) | Autocorrelation method for detecting insulation defects in cable | |
US10209290B2 (en) | Locating of partial-discharge-generating faults | |
EP1527348A1 (en) | Time-frequency domain reflectometry apparatus and method | |
RU2656295C1 (en) | Method of route search and determining place of optical cable fault | |
CN102986150A (en) | Multiple-acquisition OTDR method and device | |
WO2005086812A2 (en) | System and method to locate an anomaly of a conductor | |
JP7252041B2 (en) | Shield continuity testing of cables or wiring installations using common mode insertion loss | |
US20150077131A1 (en) | Method and system for diagnosing a cable by distributed reflectometry with self-selective average | |
US11920974B2 (en) | Vibration distribution measuring system, vibration waveform analysis method, vibration waveform analyzing device, and analyzing program | |
KR101548288B1 (en) | Wiring diagnosis system using reflected wave measuring apparatus | |
JPH1073655A (en) | Method for measuring distance between vehicle and object | |
US8995226B2 (en) | Measurement method and apparatus | |
US11506636B2 (en) | System and method of submitting data from individual sensors over a shared cable | |
Shi et al. | Detection and location of single cable fault by impedance spectroscopy | |
RU2656004C1 (en) | Method for determining the topology of overhead power transmission lines | |
RU2316898C1 (en) | Method for simultaneous measurement of frequency dependencies of doppler frequency shift and time of expansion of short-wave signals in ionospheric radio line | |
KR101224862B1 (en) | Detecting apparatus and method of failure location in a cable | |
RU2511640C2 (en) | Method of determining point of damage on electric power lines with tree structure | |
RU2612201C1 (en) | Method of determining distance using sonar | |
Giaquinto et al. | Accuracy analysis in the estimation of ToF of TDR signals | |
RU2685048C1 (en) | Method of determining places of inhomogeneities and damage of power transmission lines | |
RU112524U1 (en) | DEVICE FOR DETECTING ICE DEPOSITS ON ELECTRIC TRANSMISSION LINES WIRES | |
RU2676053C1 (en) | Method for detecting the defect of electric cable |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |